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空间结构经过一个世纪的不断发展,在结构形式方面,除了网架、网壳之外,膜结构、张拉整体体系、开闭屋盖、可折叠结构等都是空间结构的新成员。二十世纪初期,钢铁材料为网架结构的发展提供了条件,其后的铝合金则使得网架的杆件更轻巧。近些年来的复合材料,特别是大量的新型建筑材料被开发出来,对空间结构的发展产生了强烈的影响。材料应用方面由于钢材品种与强度的不断提升,空间结构也越多地采用了型钢、钢管、钢棒、缆索乃至铸钢制品。在很大程度上,空间结构成了“空间钢结构”。随着现代计算机的出现,一些新的理论和分析方法,如有限单元法、非线形分析、动力分析等,在空间结构中得到了广泛应用,以至空间结构的计算和设计更加方便和准确,使得空间结构现在千变万化,种类多样。可以说空间结构已成为当代建筑结构重要和活跃的领域之一。
铝材具有较低的密度和良好的可塑性,适用于需要较轻负荷和耐腐蚀性能的场合。相比于钢材,铝材的重量轻,方便运输、安装和维护。此外,铝材具有较好的导热和导电性能,可以用于一些具有特殊要求的场所,如电子设备和通讯设备。然而,铝材的强度相对较低,不适用于承受大荷载的结构,容易变形和疲劳断裂。
选择适合的材质是网架加工的重要一环。需要根据环境、负荷要求、成本效益、修理和更换成本以及设计要求等多个因素来综合考虑,并进行合理的权衡,才能选择出适合的材质,以确保网架加工的质量和性能。
一般来说,常见的网架材料有钢材、铝合金和不锈钢等。钢材通常是常用的网架材料,因为它具有强度高、耐腐蚀性好等优点。选择钢材时,要注意选择合格的产品,并避免购买劣质产品。铝合金也是一种常见的网架材料,它具有质轻、耐腐蚀性好的特点,适合一些对重量要求较低的场合。不锈钢具有耐腐蚀性好、外观美观等优点,适合一些对外观要求较高的场合。通过选择合适的原材料,可以有效确保网架的质量。
球形网架的稳定性也与其支撑和刚性特性有关。适当增加球形网架的支撑可以防止结构变形和摇晃,提高结构的稳定性。可以通过加设水平和竖向支撑杆、加固连接部位等方式来增加球形网架的支撑。同时,适当增加球形网架的刚度可以提高结构的整体稳定性。可以通过增加桁架构件、加设牵引杆或加固节点等方式,增加球形网架的刚度,使其能够更好地承受外部荷载和抗震荷载。
对于球形网架的施工过程,应进行全程的施工管理和质量控制,确保结构的质量和稳定性。包括进行节点和钢管的质量检查,确保材料的符合要求,避免存在缺陷的构件使用;在施工过程中,加强监督和检查,防止节点连接不牢固或出现裂缝等问题。同时,对于球形网架的验收和监测,应进行全面的结构安全评测,包括荷载试验、振动测试等,确保结构的稳定性和安全性。